L'usinage avancé peut éliminer les petites vis de précision et autres fixations.

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L’usinage avancé peut résoudre de nombreux défis des pièces de plus en plus difficiles à produire aujourd’hui, tels que la miniaturisation, la complexité des pièces, les tolérances strictes, les parois minces, la dureté des matériaux et le lissage des surfaces rugueuses. Voici cinq exemples d’obstacles de fabrication typiques auxquels les ingénieurs sont confrontés et comment un usinage avancé peut les surmonter.

Tolérances strictes

Sur une pièce avec une tolérance d’entrée de trou serrée, la longueur de l’outil, l’angle de l’outil et les fluctuations thermiques lors de la fabrication peuvent rendre difficile le maintien de cette tolérance. La microfabrication avancée et le formage rotatif à grande vitesse peuvent créer une pièce miniature selon des spécifications exactes, et les bons outils et gabarits maintiendront les pièces en place pour une finition de surface lisse.

L’usinage avancé peut éliminer les petites vis de précision et autres fixations.

Les outils d’usinage avancés, tels que les fraises en bout avec des diamètres minimum jusqu’à 0,01 mm, peuvent effectuer efficacement et de manière cohérente le fraisage, le perçage de trous et le filetage S0,5 (0,5 mm de diamètre), même pour des tolérances d’entrée de trou de ± 5 µm ou moins. Ces outils peuvent également respecter une tolérance d’épaisseur de 0,15 ± 0,01 millimètre et maintenir un profil de rugosité de surface de Ra 0,1 µm. Ces spécifications sont souvent trop difficiles pour de nombreux fabricants.

Murs minces

Une presse conventionnelle peut sembler un bon moyen de fabriquer des pièces en acier miniatures avec des parois minces, mais elle peut générer de la chaleur et créer des contraintes de matière résiduelles. Celles-ci rendent difficile la réalisation d’épaisseurs de paroi précises sans déformer le matériau et ajouter du temps et des dépenses au travail. Malgré ces inconvénients, vous pouvez toujours utiliser une presse conventionnelle, mais leur usinage offre des avantages de précision et de coût.

L'usinage peut créer des parois minces et répondre à des exigences de finition de surface difficiles.L’usinage peut créer des parois minces et répondre à des exigences de finition de surface difficiles.

Considérez une pièce ronde et cylindrique comme un carter de moteur en acier inoxydable. Ces pièces nécessitent souvent des épaisseurs de paroi aussi petites que 0,2 ± 0,05 mm. Cette spécification est tout à fait dans les capacités de l’usinage avancé, qui peut rendre les murs aussi minces que 0,035 mm tout en maintenant des tolérances géométriques précises pour la rondeur et la concentricité.

Formes complexes et rugosité de surface

Les applications exigeantes nécessitent souvent des pièces en acier inoxydable présentant à la fois des formes complexes et des problèmes de rugosité de surface. Les pièces avec des surfaces profilées sur plusieurs axes nécessitent les dernières technologies d’usinage. Les vannes en acier inoxydable pour véhicules à pile à combustible, par exemple, doivent avoir des passages internes exempts de rayures et de bavures. C’est une tâche idéale pour la précision d’usinage avancé et les finitions de qualité.

L'usinage avancé peut produire avec précision des pièces tournées avec des caractéristiques minces et petites.L’usinage avancé peut produire avec précision des pièces tournées avec des caractéristiques minces et petites.

Par exemple, l’usinage avancé peut créer des pièces complexes avec des diamètres extérieurs inférieurs à Ø160 à des tolérances géométriques strictes. Il peut également fournir un usinage de rainures concentriques et un meulage à quatre axes, ainsi qu’une gamme de finitions de surface telles que des finitions de surface de joint et de surface de miroir.

Titane et superalliages

Pour de nombreux fabricants de pièces, l’usinage du titane et des superalliages tels que l’Hastelloy pose des problèmes. Ils font partie des matériaux les plus difficiles à couper, mais ils sont souvent utilisés dans des applications critiques où les fabricants d’équipements exigent une précision et une qualité sans compromis.

Les pièces complexes peuvent être usinées à partir de titane et d'autres matériaux difficiles à usiner.Les pièces complexes peuvent être usinées à partir de titane et d’autres matériaux difficiles à usiner.

Pour traiter le titane ou d’autres matériaux difficiles à couper, les entreprises doivent s’associer à un spécialiste qui utilise des machines-outils hautes performances et comprend la technologie des machines-outils et la métallurgie. Ils seront au courant des dernières technologies de serrage et de refroidissement, des vitesses de coupe et des outils de coupe, et peuvent assembler plusieurs pièces et les traiter pour obtenir le rugosité de surface spécifiée. Certains, comme Aomi Precision, ont construit des bases de données sur diverses exigences et conditions de traitement pour les matériaux difficiles à couper. Cela leur permet de proposer rapidement puis de fournir les méthodes d’usinage les plus adaptées aux pièces.

Face à une conception de pièce exigeante, il peut être facile de recourir par réflexe à des méthodes de production éprouvées. La satisfaction avec les méthodes conventionnelles dans le passé peut laisser les concepteurs sur la clôture quant à l’opportunité de passer à l’usinage avancé. Et les concepteurs qui n’ont besoin que d’un petit lot de pièces ou juste d’un prototype ou deux pourraient penser que l’usinage avancé dépasse le budget. Mais pour de nombreux prototypes et pièces de petite taille, plus complexes et difficiles à fabriquer, il pourrait s’agir d’un moment privilégié pour explorer et tirer parti des capacités et des délais d’exécution rapides de l’usinage avancé.

Des pièces complexes telles que celles-ci peuvent être produites en un seul processus d'usinage à jour.Des pièces complexes telles que celles-ci peuvent être produites en un seul processus d’usinage à jour.

L’usinage avancé peut être une option plus attrayante que les méthodes de production conventionnelles étant donné que les entreprises d’usinage spécialisées ont la technologie, l’expérience et les connaissances métallurgiques pour s’attaquer à de nombreuses pièces difficiles à fabriquer selon des spécifications rigoureuses. Ils contrôlent également les coûts en fabriquant des outils spéciaux en interne et en éliminant les tiers coûteux, de sorte que les pièces passent du prototype à la production et à la livraison plus rapidement.

Tsuyoshi Aomi est le président-directeur général d’Aomi Precision.

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